種子烘干機機械設備講義

干燥技術及設備

種子干燥技術

一般新收獲的種子水分高達25%～45%。這么高水分的種子，呼吸強度大，放出的熱量和水分多，種子易發生霉變；高水分種子貯藏期間很快耗盡種子堆中的氧氣，因此發生厭氧呼吸產生酒精致使種子受到毒害；高水分種子遇到零下低溫易受凍害而死亡；種子水分在40%～60%以上時，種子將發芽；種子水分高，有利于昆蟲活動繁殖，為害種子。因此，種子收獲后，必須及時將種子干燥，將其水分降低到安全包裝和安全貯藏的水分，以保持種子旺盛的生命力和活力，提高種子質量，使種子能安全經過從收獲到播種的貯藏階段。

種子的特性

1、吸濕平衡特性----種子中的水分有兩種狀態，一種是游離水，另一種是結合水。游離水具有一般小的性質，可作為溶劑，0℃能結冰，容易從種子中蒸發出來。結合水卻能牢固地和種子中的蛋白質、糖類及磷脂等親水膠體結合在一起，不具有溶劑的性質，低溫下不分結冰，也不容易蒸發。種子內部的一系列生命活動，必須在游離水存在的狀況下才能進行，當種子水分減少到不存在游離水時，種子新陳代謝將降至很微弱的程度。我們將種子的結合水達到飽和程度并將出現游離水時的種子水分，稱為臨界水分。

2、種子的臨界水分因作物種類而不同。在一定的溫度條件下，種子中出現游離水以后，即在臨界水分之上時，種子就不耐貯藏，種子的活力和生活力會很快降低和喪失；而在臨界水分以下時，則一般認為可以安全貯藏，保持活力而延長其壽命。在長期的生產實際中，總結出和臨界水分相似的種子安全貯藏水分，稱為安全水分。種子的安全水分隨作物種類，種子化學成分和各地溫度不同而有差異。

3、種子的水分主要受溫度和空氣相對濕度的影響，隨著吸附和解吸過程而變化。在低溫潮濕的條件下，干燥的種子會吸濕回潮，稱吸附。在溫度較高和濕度較低的條件下，潮濕種子內部的水分就會逐漸向外散失，稱解吸。當吸附過程占優勢時，種子水分增高；當解吸過程占優勢時，種子水分降低。當環境中溫度和濕度條件保持不變，經過相當時間后，種子水就基本穩定，這時的水分，就稱為該溫度濕度條件下的平衡水分。

種子的干燥原理

種子干燥是通過干燥介質給種子加熱，利用種子內部水分不斷向表面擴散和表面水分還斷蒸發來實現的。種子子粒內部水分的移動現象，稱為內擴散。內擴散又分為濕擴散和熱擴散。

濕擴散：種子干燥過程中，表面水分蒸發，破壞了種子水分平衡，使其表面全水平小于內部全水平，形成了濕度梯度，而引起水分向全水平低的方向移動，這種現象稱為濕擴散。熱擴散：種子受熱后，表面溫度高于內部溫度，形成溫度梯度。由于存在溫度梯度，水分隨熱源方向由高溫處移向低溫處，這種現象稱為熱擴散。當種子內部水分的蒸汽壓大于該條件下空氣相對濕度所產生的蒸汽壓時（空氣有缺水度），則種子內部水分散發，種子失水而干燥，兩者相差越大，干燥作用越明顯。當種子內部水分蒸汽壓小于空氣中的水分蒸汽壓時，種子從空氣中吸水而含水量升高；當空氣中和種子內部水分蒸汽壓相等時，種子含水量不變（達到平衡水分）。由此可見，種子干燥的原理，簡單的講就是：干燥是種子與干燥介質濕熱交換的過程。也就是減少空氣蒸汽壓，使種子內部水分不斷向外擴散的過程。（至于“要使種子干燥，必須有一定溫度的流動空氣通過種子，才能收到良好效果”的說法只是其一般情況下的說法，有合理的成份，但其不嚴密之處在于：一定溫度的飽和空氣通過種子就不能干燥）。缺水度：某一溫度下空氣的飽和含水量與實際含水量的差數。

干燥的必要性

按作物種類不同，谷物種子在含水量35—45%時達到生理和官能上的成熟。在這一發育階段，種子達最高的發芽能力和活力。種子成熟后收割越快，種子質量越高。不及時收獲，除喪失發芽力和活力外，常由于倒伏、落粒、病蟲害而造成產量損失。收割含水量高的種子，不及時干燥，將很快發熱和變質。貯藏期間，含水量14%以上就開始發霉，含水16%開始發熱，35—60%開始發芽，種子含水量對種子壽命的影響使種子干燥特別是人工干燥幾乎成為生產優質種子必不可少的條件。干燥的基本要求由升溫造成的種子內部活性物質的變性，以及由濕熱應力對種子組織結構的破壞，加速了種子劣變，促使種子死亡。種子干燥一方面要求有高的干燥速率，獲得高效益，另一方面又要求盡量保持種子的活力，使種子保持原有的發芽力。

影響種子干燥的因素相對濕度溫度氣流速度種子本身生理狀態相對濕度：在溫度不變條件下，干燥環境中的相對濕度決定了種子的干燥速度和降水量。如空氣的相對濕度小，對含水量一定的種子，其干燥速度和降水量大；反之則小。同時空氣的相對濕度也決定了干燥后的最終含水量。溫度：干燥環境的溫度高，一方面具有降低空氣相對溫度的作用，另一方面能使種子水分迅速蒸發。所以應盡量避免在氣溫較低的情況下對種子進行干燥。氣流速度：種子干燥過程中，必須用流動的空氣將其逐走，使種子表面水分繼續蒸發。種子本身生理狀態：剛收獲的種子含水量較高、新陳代謝旺盛，進行干燥時宜緩慢，或先低溫后高溫進行兩次干燥。干燥后重量損失的計算

例100噸種子，水分由21%降為15%，水分減少6%，但重量損失7噸，為什么？這是因為干后的籽粒水分是依種子的最后重量計算，而不是按原來重量計算的（種子含水量=（烘前重—烘后重）/烘前重）。為此應：損失重量=100×（干前水分-干后水分）/（100—干后水分）

=100×（21-15）/（100-15）=7.06%

干燥方法自然干燥人工機械干燥自然干燥

自然干燥是利用日光曝曬、通風和攤晾等方法降低種子水平。方法簡便，經濟而又安全，尤其適于小批量種子。但用此法干燥種子，必須做到清場預曬、薄攤勤翻，適時人倉，防止結露回潮。人工機械干燥法A、自然風干法此法簡便易行，只要有一臺鼓風機就能進行工作，但干燥性能有一定限度。

B、熱空氣干燥由于專業化的種子生產批量大，自然干燥有時受氣候條件影響，自然風干法又不適于大批量種子生產，這時就需要建立種子烘干加式廠用熱空氣干燥種子。其工作原理是：在一定條件下，提高空氣的溫度可以改變種子水分與空氣相對濕度的平衡關系。不同類型的種子，不同地域，所采用的加熱機械和烘房布局也各不相同。但用此法干燥種子都應注意如下事項：決不可將種子直接放在加熱器上焙干；應嚴格控制種溫；種子在干燥時，一次失水不宜太多；如果種子水分過高，可采用多次間隙干燥法；經烘干后的種子，需冷卻到常溫時才能入倉。機械干燥原理原理是提高空氣溫度，改變水分與空氣相對濕度的平衡關系。溫度越高，達到平衡的相對濕度越大，空氣的持水量隨之增多，干燥效果越明顯。流程：加熱系統—→熱空氣更換系統—→種子移動系統熱風溫度、通風時間決定烘干速度。出機種溫很重要，一般不超過43℃（加熱氣體的溫度70℃為宜），籽粒厚度25—60cm。最新干燥技術（1）紅外線輻射干燥法紅外加熱的原理：從物質結構看，分子內部的原子是以若干化學鍵相聯接的，而且這些原子都以一定的固有頻率運動著，當分子受到紅外線輻射時，如紅外線的振動頻率與原子的固有運動頻率相等的，就會發生與共振運動相似的情況，使分子運動加劇，由一個能級躍遷到了另一個能級運動，而使被照射物體升溫加熱。紅外線是一種電磁波，波譜介于可見光和微波之間的波段，波長是0.76—1000um（1um=10-3mm）。紅外線按它的電磁波長可分為近紅外線，中、遠紅外線三種。目前還沒有統一的劃分標準。如以吸收光譜的方法來區分，一般將波長為0.76—1.5um的稱為近紅外線，波長1.5—5.6um稱中紅外線，波長為5.6—1000um的稱為遠紅外線。由于水分在遠紅外區有較寬的吸收帶，故可利用遠紅外線來干燥種子。其優點是：①升溫快（紅外線有一定的穿透能力，透熱深度約等于波長）當種子被紅外線照射時，其表面與內部同時加熱，此時由于谷物表面的水分不斷蒸發吸熱表面溫度降低，因而種子熱擴散方向是由內向外。另一方面，種子在干燥過程中，水分的擴散方向總是由內向外的。因此，當種子接受紅外輻射時，種子內部水分的濕、熱擴散方向一致，加速了水分的汽化，提高了干燥速度。②干燥質量好。國內外經驗證明，用遠紅外線干燥種子，只要溫度適當，不會影響種子的質量，當種溫小于45℃時，不會影響種子的發芽率。此外，經紅外線照過的種子還具有殺蟲卵、滅病菌的作用而利于種子質量的提高。③設備簡單，控制方便。④投資少，便于推廣，是較理想的一種干燥方法。微波干燥法微波通常是指頻率在300MHZ～300×103MHZ之間的電磁波，低于300MHZ電磁波是通常的無線電波，高于300×103MHZ的依次是紅外線，可見光等。微波的波長范圍是1mm到1m。原理：一般物質按其導電性質大致可分為兩類，第一類是良導體，微波在其良導體表面產生全反射，極少吸收，所以良導體不能用微波直接加熱。第二類是不導電的介質，微波在其表面發生部分反射，其余部分透入介質內部繼續傳播。微波在介質內部傳播很少被吸收，熱效應甚微，故不導電介質也不適宜用微波直接加熱。此外，還有吸收性介質，微波在其中傳播時顯著地被吸收而產生熱，即具有明顯的熱效應，這類吸收性質最宜于用微波加熱。水能強烈地吸收微波，含水物質一般都是吸收性介質。可以用微波加熱干燥。特點：在干燥過程中，由于種子的表面與周圍介質之間發生熱、濕交換，使種子表面消耗掉一部分熱，種子表面溫度升高就慢于內部，其結果使種子內部的溫度高于物料表面的溫度，不會造成外焦現象。速度快，效率高，提高種子發芽率，使種子消毒。

種子烘干機械混流式種子烘干機（連續式）橫流式種子烘干機（循環式）果穗烘干

1.混流種子烘干機結構2.烘干原理——冷空氣與燃燒機（或熱風爐）加熱的空氣進入混風室，再經配風室形成暖風，暖風在壓力作用下通過進風道入口進入各烘干段并穿過物料層，物料接觸來自各方向的暖風氣流，使物料蒸發出水份，并將其帶進排風道，從排風風機排出機外，達到烘干的目的。3.概念及術語1)混流——熱風在烘干機內與種子接觸時既有向上又有向下的方向流動。2）降水幅——從大水分降到小水分的差值。3）生產率——烘后的干種子質量4）處理量——烘前的濕種子質量一、混流種子烘干機（連續式）5）干燥能力——處理量×降水幅6）破碎粒——脫殼的整粒稻米和破碎稻米的總稱7）驚紋粒——脫粒、機械清選、輸送、撞擊、擠壓等使稻谷產生的裂紋粒。8）爆腰粒——烘干過程中高溫受熱或冷卻過快使稻谷產生的裂紋粒。9）裂紋粒——烘干過程中高溫受熱、脫水或冷卻過快使玉米產生的裂紋粒。4.烘干工藝一次烘干——經過一次干燥過程使種子降到安全水分或所需水分。二次烘干

5.烘干機的調整控制1)調整——主風機風門和冷風機風門開度。2)控制——熱風溫度（需要穩定）和排種滾轉速。6.烘干機的使用操作7.烘干機正常作業8.停機9.烘后種子水分測定10.故障原因及排除方法

烘干機外觀1.橫流種子烘干機結構2.烘干原理3.概念及術語橫流——熱風在烘干機內與種子接觸時呈垂直橫向方向流動。4.特點每循環一次的干燥加熱時間約為6～11min，緩蘇時間為50～60min左右，干燥與緩蘇段的時間比為1：5～8。二、橫流式種子干燥機（循環式）1．玉米果穗烘干工藝2．熱風溫度3．熱風溫度控制4．熱風溫度與發芽率5．種子出機溫度6．干燥不均勻度要求7．烘干機性能比較三、生產中的關鍵技術問題玉米果穗烘干工藝

控制參數要求果穗含水率/％熱風最高溫度/℃果穗最大堆積高度/m干燥到12％～13％所需時間/h40以上35～4030～3525～3020～2520以下3638404244462.02.53.03.53.53.58070605550452．熱風溫度①實際上循環式橫流種子干燥機的熱風溫度可高于連續式混流種子烘干機。②環境溫度高于25℃，相對濕度高于70％，熱風溫度也可適當提高。

3．熱風溫度控制油爐的熱風溫度控制為：設定值±3℃，煤爐（機燒）的熱風溫度控制為：設定值±5℃，秸桿爐（機燒）的熱風溫度控制為：設定值±10℃4．熱風溫度與發芽率1）在相同烘干溫度下，初始水分不同，烘后發芽率也不同，初始水分越大，其發芽率損失也越大。2）初始水分越大，熱風溫度應相對越底。3）含水率在20％以上時，最好采用二次烘干工藝，以提高發芽率。

5．種子出機溫度出機種子溫度應不高于環境溫度8℃。

6．干燥不均勻度要求小麥、玉米小于3％；水稻小于1％。NY/T370—1999《種子干燥機試驗鑒定方法》）

7．烘干機性能比較以10t/h（5％）玉米烘干機為例，

10t/hX（